基于物联网技术的大型医疗设备效益分析系统的设计与应用

摘要：文章以进一步优化医疗机构大型设备资源配置、提高设备利用效率为目标，介绍了一套基于物联网技术的医院大型医疗设备效益分析系统的设计与应用。分析了目前各医疗机构对大型设备管理的现状，提出了基于物联网技术进行医院大型设备效益分析系统的设计方法及功能构成，并对应用效果进行了总结分析。

关键词：物联网技术；大型设备；智能分析

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）19-0125-03

0 引言

大型医疗设备对提高医院的诊断正确率和治疗效果具有显著影响。例如，先进的影像诊断设备如MRI 和 CT 能够更准确地发现病变部位，为医生提供更为详细的诊断信息，从而提高诊断的准确性和可靠性。其次，大型医疗设备的引进和更新有助于推动医院资源配置体系的完善，促进医院设备管理水平的提升。此外，大型医疗设备也是医院综合医疗能力的重要体现。

尽管大型医疗设备在医院中具有重要作用，但其配置和使用效率仍存在一些问题，如资源配置不合理、设备使用率较低等。本文详细介绍了基于物联网技术的医院大型设备效益分析系统架构及功能设计，旨在利用物联网技术替代人工估算和记录，使系统能够客观、真实、翔实地分析大型医疗设备使用情况，为医院资源配置提供依据。

1 大型医疗设备管理现状

1.1 设备采购与配置

医疗机构在无设备使用数据基础支撑时采购设备，存在缺乏科学的规划和评估，导致设备配置不合理，存在闲置或重复购置的情况，造成了资源的浪费。

1.2 设备使用与维护

大型医疗设备的维护保养以及管理往往得不到足够的重视，重采购、轻维护的理念在各医疗机构内均存在，导致设备在使用过程中频繁出现故障，影响医疗服务质量。此外，医疗设备管理和维修人员的匮乏也是一个突出问题，尽管高精尖医疗设备在临床被广泛使用，但专业的管理和维修技术人员不足制约了设备性能的充分发挥。

1.3 管理体制与手段

医院医疗设备管理存在管理人员观念上的局限性、管理体制的不健全、管理手段的落后等问题。一些管理人员对现代化管理的理念缺乏认识，仍秉持传统的管理模式，导致设备管理工作无法有效执行。同时，管理体制的不完善也影响了设备管理工作的顺利进行，例如管理机构设置不合理、工作人员职责划分不明确等。

2 系统设计

2.1 技术架构设计

搭建大型医疗设备管理分析平台，医疗运行数据通过对接医院现有医疗信息系统获取，如医院信息管理系统（HIS） 、医学影像管理系统（PACS） 等；设备运行数据通过物联网智能感应终端获取，采集终端须支持不同品牌和型号的大型设备信息接入。

2.1.1 医疗运行数据接入

系统与医院信息管理系统（HIS） 、医学影像管理系统（PACS） 对接，每日零时自动从业务系统中提取检查申请单、项目金额字典、患者检查记录信息等内容。

2.1.2 设备运行数据获取

设备运行数据通过物联网智能感应终端获取，它充分利用了物联网的特性和优势[1]，提高医疗设备管理的效率和准确性。以下是该技术架构的主要组成部分（见图1） ：

1） 感知层。感知层是物联网技术的基础，主要由各种传感器和智能设备构成。在医疗设备管理软件中，感知层负责收集大型医疗设备的运行状态、使用数据等关键信息。传感器和设备可能包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，它们能够实时监测设备的运行状况，并将数据传输到上层系统。

2） 网络层。网络层负责将感知层收集的数据传输到平台层和应用层。它利用互联网、Wi-Fi、Zigbee、LoRa等通信技术来实现设备之间的互联互通。网络层的关键在于确保数据的实时性和准确性，从而使上层系统能够做出及时、准确的决策。

3） 平台层。平台层是整个技术架构的核心，它负责对收集到的数据进行处理、分析和存储。平台层通常包括中间件技术和数据处理引擎，可以对数据进行清洗、转换和整合，以便为应用层提供标准化的数据接口[2]。此外，平台层还具备数据安全和隐私保护功能，确保医疗数据的安全性和隐私性。

4） 应用层。应用层是医疗设备管理软件与用户之间的接口，它提供了管理功能模块，包括设备状态监测、故障预警、维护管理、使用统计等。通过应用层，用户可以实时查看设备的运行状态，接收故障预警信息，进行设备的维护和保养，以及分析设备的使用情况，为决策提供数据支持[3]。

2.2 系统功能设计

2.2.1 基础信息管理

1） 医院设备信息管理。用于将医院所有设备信息进行集中登记管理，可包括设备名称、序列号、所在科室、规格型号、产地、生产厂家、出厂日期、启用日期、设备单价、使用年限、备注等信息，支持Excel 导入。

2） 设备消耗信息登记。由于设备使用科室的房屋、水电、人员消耗未接入系统，设备使用科室须登记各设备使用科室的房屋水电、年人工费等数据，支持Excel导入，登记数据由设备管理部门进行审核。

3） 设备折旧信息登记。医疗设备折旧的测算主要依赖于所选用的折旧方法，以及设备的原始成本、预计使用年限、预计净残值等因素，系统将由管理部门登记每台设备的折旧费等信息。目前，系统使用的折旧方法是直线折旧法，即按固定资产的原值与使用年限的比例计算每年固定资产的折旧额。例如，如果一台医疗设备的原值为100 000元，且使用年限为10 年，则每年折旧额为10 000元。

2.2.2 买保设备监管

1） 买保设备管理。该功能由设备管理部门使用，用于登记每个设备买保情况，包括使用科室、设备名称（选择）、型号（自动生成）、序列号（自动生成）、制造商（自动生成）、保修期限（起止时间）、金额、保修内容、保养频率（每年两次、每年四次、每年六次等）、维保公司等信息。

2） 设备保养情况监测。通过该功能可实时查看各设备的保养情况，包括每台设备的历次保养记录（保养时间、保养内容、保养公司、工程师、附件等信息），并且在下次保养到期前5天提醒设备处以及相关医技科室设备须维护。

3） 预防性维护管理。在需要进行设备维护时，由设备管理部门联系维保公司工程师，工程师到现场维护，用移动端扫码填写“预防性维护计划落实记录表”，支持将工单照片上传。

2.2.3 监测预警管理

1） 数据监测看板。看板中监测内容可根据由用户自行设置，信息包括常用联系人、常用功能、最近打开功能、未读邮件、待办任务、通知公告、知识库、内部论坛、数字展示、数字展示（指标）、图表展示等内容，可自定义设置看板布局，可展示关键指标数据，可进行图表展示，包括对比分析、趋势分析、构成分析、风玫瑰图、环形图、漏斗图，可查看昨天、本周、本月、本年的指标数据[4]。

2） 设备使用期限监控。可通过该功能查看每台设备的使用截止日期，在设备使用到期前一个月进行自动提醒。提醒方式包括系统内部提醒以及短信提醒两种方式。

2.2.4 设备效益分析

1） 单台设备使用率分析。单台设备使用率是评价设备使用效率的重要指标，是将设备单月使用人次与全年使用人次数对比得出。设备使用人次数从医学影像管理系统（PACS） 中获得。

单台设备使用率= （P/M ） × 100%

P 为设备每月实际使用人次数。

M 为该设备过去一年每月设备检查人次计算月平均值。

2） 每日完好率分析。设备完好率取自设备使用情况登记表，评价的是设备保养情况。如设备闲置则分子分母将闲置台数减去。

设备每日完好率= （完好设备总台数/设备总台数） × 100%

3） 设备故障率分析。设备故障率分析主要用来评价设备使用效果，按照统计结果进行分析，故障率高的设备将进行单独分析，并重点保养维护。每日8：00-18：00超过4小时未检查视为停机半天。闲置设备不在统计范围。

设备故障率=[月停机天数/（月停机天数+月开机天数）]×100%

4） 单台设备月度利润分析。医学影像管理系统（PACS） 中的检查项目与医院信息管理系统（HIS） 收费项目字典关联，取每台设备每个项目的费用。

单台设备月度利润=该设备总收入-该设备总消耗-该设备折旧费

2.2.5 统计报表

为全面掌握设备使用情况、设备收入、设备利润等方面的多维度信息，设计报表13张，并分成3大类，可通过日期、科室、设备类型等多维度分析设备相关情况，不同数据分析可自选对比图、趋势图、控制图、构成图、柏拉图、雷达图、散点图、气泡图、热力图等不同图表类型进行分析结果的展示。并提供数据的电子表格导出功能。如图3所示。

1） 设备使用效率统计。可自定义统计时间段，查看每台设备的使用人次、月平均值、使用率、月开机天数、完好率、月停机天数、故障率、月度收入、设备消耗、设备折旧费、月度利润等信息。

2） 科室设备效益统计。可由设备管理部门和设备使用部门进行数据统计分析。设备管理部门可查看所有设备使用科室的设备使用情况，设备使用科室可查看本科室的设备使用情况。报表可自定义统计时间段，查看每个医技科室中每台设备的使用人次、月平均值、使用率、月开机天数、完好率、月停机天数、故障率、月度收入、设备消耗、设备折旧费、月度利润等信息。

3） 设备使用记录统计。可查看每台设备的使用明细，包括设备类型、设备名称、使用诊室、患者编号、患者名称、年龄、诊断、开单科室、开单医生、检查时间、检查部位（检查方法）、检查人员等信息。

3 应用效果

大型医疗设备效益分析系统的应用效果主要体现在经济效益提升、管理效率提高、资源配置优化、服务质量提升以及辅助决策支持等多个方面。对提升医院的整体运营水平和服务质量具有重要意义[5]。

3.1 提升经济效益

1） 成本控制。通过对大型医疗设备的运行数据、维护成本、耗材消耗等进行全面分析，系统可以帮助医院精准控制相关成本，避免浪费。

2） 收入优化。系统能够实时跟踪设备的使用情况，分析设备产生的经济效益，从而优化设备的配置和使用策略，提升设备的利用率，进而增加医院的收入。

3.2 提高管理效率

1） 设备状态监控。系统能够实时监控设备的运行状态，包括使用频率、维护周期等，帮助管理人员及时了解设备情况，进行针对性的管理。

2） 维护预警。通过对设备运行数据的分析，系统能够预测设备可能出现的故障，提前进行预警，减少设备停机时间，保障医院的正常运营。

3.3 优化资源配置

1） 设备配置决策。通过对不同设备的使用效益分析，系统能够为医院在设备采购、更新、淘汰等方面提供决策支持，优化设备资源配置。

2） 资源调度优化。系统能够分析医院内部的设备使用需求，帮助管理人员进行设备资源的合理调度，提高设备的使用效率。

3.4 提升服务质量

1） 诊断效率提升。通过对医疗设备的使用效益分析，医院可以更加合理地安排检查和诊断工作，减少患者的等待时间，提升服务质量。

2） 患者满意度提高。系统的应用有助于提升医院的整体运营效率和服务水平，从而提高患者的满意度和信任度。

3.5 辅助决策支持

通过对大量医疗设备运行数据的分析，系统可以为医疗设备相关的科研工作提供数据支持。

4 总结

随着人们健康意识的提高和医疗需求的增加，对大型医疗设备的需求也将持续增长。为了提升竞争力，医疗机构会不断引进新技术和新设备，以满足患者需求。因此，大型设备效益分析的作用将变得更加重要。随着医疗服务的转型升级，医疗机构将更加重视患者的体验和满意度。作为提升医疗服务质量的重要手段，大型医疗设备在未来的医疗服务中将发挥更加重要的作用。此外，随着远程医疗、互联网医疗等新型医疗服务模式的兴起，大型医疗设备也将有更广阔的应用场景和市场需求。

参考文献：

[1] 许国泰，陈兵，余景原. 基于4G的大型医疗设备日志数据采集系统[J]. 电脑知识与技术，2018，14（21）：18-20.

[2] 刘志强，王杰. 基于物联网技术的内镜清洗追溯系统的应用[J]. 北京生物医学工程，2024，43（1）：66-70，77.

[3] 黄捷，潘愈嘉，罗翔，等. 基于5G物联网与WiFi-6融合的移动医疗网络建设与实践[J]. 中国数字医学，2022，17（12）：58-62.

[4] 张克，姚旦华. 基于日志挖掘的影像设备云监控系统的设计与应用研究[J]. 中国数字医学，2020，15（10）：68-71，93.

[5] 杨扬，李郁鸿. 基于物联网技术的大型医学装备智慧管理系统设计与应用[J]. 中国数字医学，2023，18（10）：44-48.

【通联编辑：梁书】